JPS63272557A - Ink jet head - Google Patents
Ink jet headInfo
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- JPS63272557A JPS63272557A JP10833387A JP10833387A JPS63272557A JP S63272557 A JPS63272557 A JP S63272557A JP 10833387 A JP10833387 A JP 10833387A JP 10833387 A JP10833387 A JP 10833387A JP S63272557 A JPS63272557 A JP S63272557A
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Classifications
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- B41J2002/14387—Front shooter
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はノンインパクトプリンティング技術に関するも
のであり、更に詳しくは、記録インクを記録媒体上に飛
翔させて記録を行うインクジェット記録技術に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to non-impact printing technology, and more specifically to inkjet recording technology in which recording is performed by causing recording ink to fly onto a recording medium. .
(従来の技術)
従来、記録インク中の発熱体を加熱し、その時発生する
蒸気の圧力によってインク滴を形成・飛翔させて記録を
行う技術としてヒユーレット、パッカードジャーナル(
HEWLETT−PACKARDJOURNAL)第3
6巻、第5号に記載されているようなものがある。第3
図を用いて、該技術について概説する。第3図(a)の
断面図に示すように、記録ヘッドはノズル板302、基
板306及び発熱体312などから構成されている。各
発熱体312ごとにインク室322を設けるために、ノ
ズル板302には壁308が多数個形成されている。第
3図(b)にノズル板302の平面図を示す。(Prior Art) Conventionally, as a technique for recording by heating a heating element in recording ink and forming and flying ink droplets by the pressure of the steam generated at that time, Hulett and Packard Journal (
HEWLETT-PACKARD JOURNAL) 3rd
There is something like the one described in Volume 6, No. 5. Third
The technology will be outlined using diagrams. As shown in the cross-sectional view of FIG. 3(a), the recording head is composed of a nozzle plate 302, a substrate 306, a heating element 312, and the like. In order to provide an ink chamber 322 for each heating element 312, a large number of walls 308 are formed on the nozzle plate 302. FIG. 3(b) shows a plan view of the nozzle plate 302.
この図より解る様にノズル穴318と壁320とを交互
に形成することにより、マルチノズル化を実現している
。As can be seen from this figure, by forming the nozzle holes 318 and walls 320 alternately, multi-nozzle formation is realized.
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら前記従来技術における記録ヘッドは、ノズ
ルを多数高密度化する場合、前記発熱体と前記ノズル穴
及び壁の位置合わせが難しく、更に各ノズルごとにイン
クバスを設けて噴射特性を改良する場合、ノズル穴相互
の特性バラツキが問題となると考えられる。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the recording head according to the prior art, when a large number of nozzles are arranged at high density, it is difficult to align the heating element with the nozzle hole and the wall, and furthermore, the ink bath is separated for each nozzle. When improving the injection characteristics by providing a nozzle hole, it is thought that variation in characteristics among the nozzle holes becomes a problem.
そこで本発明における目的は、上記の問題点を解決した
、高密度記録素子列より成る、平面走査型インクジェッ
トヘッドを実現することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to realize a plane scanning inkjet head comprising a high-density recording element array, which solves the above-mentioned problems.
(問題点を解決するための手段)
本発明のインクジェットヘッドは、記録インクと接して
おり、前記記録インクに噴射エネルギーを与える複数の
発熱体から成る発熱体アレイと、前記記録インクを介し
て該発熱体アレイと対向する液滴噴射用スリットノズル
板と、前記発熱体アレイと同じ配列方向・配列ピッチで
しかも前記発熱体と交互に形成されたインク室壁とから
構成されたインクジェットヘッドにおいて、該インク室
壁の高さを前記発熱体アレイとスリットノズルとの距離
以下に設定し、かつ感光性ポリイミド樹脂を用いて形成
することを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The inkjet head of the present invention includes a heating element array consisting of a plurality of heating elements that are in contact with recording ink and give ejection energy to the recording ink, and An inkjet head comprising a droplet ejecting slit nozzle plate facing a heating element array, and an ink chamber wall formed in the same arrangement direction and pitch as the heating element array and alternately with the heating element. The height of the ink chamber wall is set to be equal to or less than the distance between the heating element array and the slit nozzle, and the ink chamber wall is formed using photosensitive polyimide resin.
(作用)
本発明においては、インク滴の形成及び飛翔のためにス
リット状ノズル板を用いている。このスリットノズル板
を用いることにより、各発熱体ごとにノズル穴を形成す
る必要がないので、発熱体を高密度化した場合でも、発
熱体とノズル穴との目合せが容易になる。又、前記イン
ク室壁を設けることによって、隣接した前記発熱体を同
時に駆動した場合に生ずる干渉を軽減できる。更にイン
ク室壁を感光性ポリイミド樹脂により、発熱体アレイと
同じフォトリソグラフィーのプロセスを用いて形成でき
るので、非常に多数のインク室壁をバラツキなく実現で
きる。(Function) In the present invention, a slit-shaped nozzle plate is used to form and fly ink droplets. By using this slit nozzle plate, there is no need to form nozzle holes for each heating element, so even when the heating elements are densely arranged, alignment between the heating elements and the nozzle holes becomes easy. Further, by providing the ink chamber wall, it is possible to reduce interference that occurs when the adjacent heating elements are driven at the same time. Furthermore, since the ink chamber walls can be formed from photosensitive polyimide resin using the same photolithography process as the heating element array, a very large number of ink chamber walls can be realized without variation.
(実施例)
第1図、第2図を参照して本発明の実施例について説明
する。第1図(a)、(b)は本発明の動作を断面図で
示したものである。第1図(a)において保護層114
を介して記録インク104と接した発熱体アレイ108
に電圧パルスを印加することにより、前記発熱体アレイ
上の保護層表面に蒸気バブル112を発生できる。該蒸
気バブルによって発生させた圧力波は等方的に伝達され
る。そこでノズル板102と保護層114とのギャップ
hを発熱体アレイのピッチ長と同程度又はそれ以下に設
定し、更に前記発熱体間にインク室壁106を設けるこ
とにより、保護層114と平行方向への流体抵抗に比べ
て発熱体アレイ108上のスリットノズル部116方向
への流体抵抗を下げることが可能となる。(Example) An example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIGS. 1(a) and 1(b) are cross-sectional views showing the operation of the present invention. In FIG. 1(a), the protective layer 114
heating element array 108 in contact with recording ink 104 via
By applying a voltage pulse to the heating element array, vapor bubbles 112 can be generated on the surface of the protective layer on the heating element array. The pressure waves generated by the vapor bubble are transmitted isotropically. Therefore, by setting the gap h between the nozzle plate 102 and the protective layer 114 to be equal to or less than the pitch length of the heating element array, and further providing the ink chamber wall 106 between the heating elements, it is possible to The fluid resistance toward the slit nozzle portion 116 on the heating element array 108 can be lowered compared to the fluid resistance toward the slit nozzle portion 116 on the heating element array 108.
本実施例においてインク室壁106は前記感光性ポリイ
ミド樹脂を用いて形成している。この様に感光性樹脂を
用いることにより、従来より知られているフォトリソグ
ラフィ技術を用いて寸法及び位置精度の高い任意の高さ
・形状のインク室壁106が実現できる。また本感光性
ポリイミドを用いたプロセスは発熱体アレイ形成プロセ
スと同様に行うので、発熱体アレイに対する位置精度及
び各インク滴噴射単位での流体機構のバラツキを十数p
m以内に収められる。In this embodiment, the ink chamber wall 106 is formed using the photosensitive polyimide resin. By using the photosensitive resin in this manner, the ink chamber wall 106 of any height and shape with high dimensional and positional accuracy can be realized using the conventionally known photolithography technique. In addition, since the process using this photosensitive polyimide is carried out in the same way as the heating element array formation process, the positional accuracy with respect to the heating element array and the variation in the fluid mechanism for each ink droplet ejection unit can be reduced by more than 10 points.
It can be kept within m.
この様なインク室壁106を設けることにより、前記圧
力波を前記スリットノズル部方向へ集束させ、インク滴
110を発生・飛翔させることができる。By providing such an ink chamber wall 106, the pressure waves can be focused toward the slit nozzle portion, and ink droplets 110 can be generated and flown.
前記インク室壁の高さHはノズル板102と保護層11
4とのギヤツブh以下であれば良い。またノズル板10
2に゛はスリットノズル部116として幅数10pmの
スリットが前記発熱体アレイと対向させて形成されてい
る。このヘッドを用いて噴射を行ったところ良好な記録
が得られた。ノズル板102は金属を用いる場合には、
電気メッキ、ホトエツチング又は板金等により形成され
る。その他ガラスプレートのホトエツチング、レーザー
ビーム加工等によって前記ノズル板を形成してもよい。The height H of the ink chamber wall is the same as that of the nozzle plate 102 and the protective layer 11.
It is sufficient if it is less than the gear h with 4. Also, the nozzle plate 10
2, a slit having a width of several tens of pm is formed as a slit nozzle portion 116 facing the heating element array. When jetting was performed using this head, good recording was obtained. When the nozzle plate 102 is made of metal,
It is formed by electroplating, photoetching, sheet metal, etc. Alternatively, the nozzle plate may be formed by photoetching a glass plate, laser beam processing, or the like.
第1図(b)は第1図(a)のA−A′での断面図であ
る。FIG. 1(b) is a sectional view taken along line AA' in FIG. 1(a).
第1図(b)においてノズル板102の裏面及びスリッ
トノズル部116には記録インク104との濡れ性を向
上させるために、親水剤118を塗布しである。更にノ
ズル板102の表面には、)需れ性を下げる為に撥水剤
120を塗布しである。これにより記録インクを速くス
リットノズル部に供給でき又インク滴110を安定に発
生できる。In FIG. 1(b), a hydrophilic agent 118 is applied to the back surface of the nozzle plate 102 and the slit nozzle portion 116 in order to improve wettability with the recording ink 104. Furthermore, a water repellent agent 120 is applied to the surface of the nozzle plate 102 to reduce demand. As a result, recording ink can be quickly supplied to the slit nozzle portion, and ink droplets 110 can be stably generated.
発熱体アレイ108は基板122上に蒸着もしくはスパ
ッタ法等により形成している。発熱体材料としては、T
i、Mo、W、V、Nb、Zr、Taなどの硅化物、炭
化物、硼化物、窒化物または、ニクロム等を用いている
。基板122はセラミックス、ガラス等を用いている。The heating element array 108 is formed on the substrate 122 by vapor deposition, sputtering, or the like. As the heating element material, T
Silicides, carbides, borides, nitrides such as i, Mo, W, V, Nb, Zr, and Ta, or nichrome are used. The substrate 122 is made of ceramics, glass, or the like.
保護層114は記録インク104から発熱体アレイ10
8、電極124を分離し、インクによる電極と発熱体の
腐蝕やそれにともなう沈澱を防ぐためのものである。ま
た安定な蒸気バブル112を発生させるために、発熱体
上の保護層114、自体に撥水性を持たせるか又は、保
護層114の上に撥水性及び耐熱性の優れた被膜を設け
ても良い。The protective layer 114 separates the recording ink 104 from the heating element array 10.
8. This is to separate the electrodes 124 and prevent corrosion of the electrodes and heating element by ink and precipitation caused by the corrosion. Further, in order to generate stable steam bubbles 112, the protective layer 114 on the heating element itself may be made water repellent, or a coating with excellent water repellency and heat resistance may be provided on the protective layer 114. .
た゛だし前記発熱体上の保護層以外には親水性をもたせ
である。更に安定な蒸気バブルを発生させるために、保
護層114にはピンホールがないようにしている。記録
インク104は油性、水性いずれでも良いが、粘度は数
cP〜数10cP程度のものが良い。However, the parts other than the protective layer on the heating element have hydrophilic properties. In order to generate more stable vapor bubbles, the protective layer 114 is free of pinholes. The recording ink 104 may be either oil-based or water-based, but preferably has a viscosity of about several cP to several tens of cP.
第2図は本発明の前記実施例を用いた記録装置の1例を
示した断面図である。ここで記録ヘッドは、第1図(a
)および(b)で述したようなスリット状ノズル227
と、発熱により泡を発生させるための発熱体210と、
発熱体210に電流を流すための配線パターン200と
、アレー状に並んだ発熱体を分離するようにポリイミド
樹脂で作られたインク室壁208とからなるインク噴射
機構を有している。さらに、このアレー状の発熱体やス
リット状ノズルにインクを供給するためのインク流路2
24を有している。このインク流路はアレー状に並んだ
発熱体のどの位置へもインクをすみやかに供給するため
ギャップhに比べ充分広いインク流路を形成している。FIG. 2 is a cross-sectional view showing one example of a recording apparatus using the embodiment of the present invention. Here, the recording head is shown in FIG.
) and slit-shaped nozzle 227 as described in (b)
and a heating element 210 for generating bubbles by generating heat.
It has an ink jetting mechanism consisting of a wiring pattern 200 for passing current through the heating elements 210, and an ink chamber wall 208 made of polyimide resin so as to separate the heating elements arranged in an array. Furthermore, an ink flow path 2 for supplying ink to this array-shaped heating element and slit-shaped nozzle
It has 24. This ink flow path is sufficiently wide compared to the gap h in order to quickly supply ink to any position of the heating elements arranged in an array.
なお本実施例では印字ドツト密度を8トン)/mmで記
録するため、発熱体210のピッチは、8素子/mmと
し、ギヤツブ巾畠りは40pm、スリット巾は50pm
とし、インク室壁は巾20μm、高さ30pmとした。In this example, since the printed dot density is 8 tons/mm, the pitch of the heating elements 210 is 8 elements/mm, the gear tooth width is 40 pm, and the slit width is 50 pm.
The ink chamber wall had a width of 20 μm and a height of 30 pm.
また、発熱体の抵抗を100Ω程度とした時に制御回路
206より電圧約20ボルト、パルス巾数μsec〜1
0数psecで各発熱体に対応したインク噴射が得られ
た。発生したインク滴222の速度は数m1secから
10数mlSが得られた。この滴速度は発熱体への入力
エネルギー量と、電力により変化させられる。このよう
なラインヘッドは、記録媒体212に対抗して配置され
ており、間隔は、1mm程度としても、前述のように滴
速度が速いので、印字したドツトの位置ずれを小さくお
さえることができる。When the resistance of the heating element is about 100Ω, the control circuit 206 outputs a voltage of about 20 volts and a pulse width of several μsec to 1.
Ink ejection corresponding to each heating element was obtained at several 0 psec. The velocity of the generated ink droplets 222 was from several milliseconds to over ten milliseconds. This drop velocity is varied by the amount of energy input to the heating element and by the electrical power. Such a line head is arranged opposite to the recording medium 212, and even if the interval is about 1 mm, the droplet velocity is fast as described above, so that the positional deviation of the printed dots can be kept small.
(発明の効果)
以上詳述したように本発明によるインクジェットヘッド
はインク室壁を感光性ポリイミド樹脂を用い、ホトリソ
グラフィ技術により任意の形状が作成できる。更に発熱
体アレイと同様のプロセス内で前記ポリイミド樹脂によ
るパターン形成を行うため、インク室と個々の発熱体と
の位置合わせが容易となり、発熱体ごとのインク滴飛翔
の不均一を防止できる。これによりノズルの構成が簡単
であり、インク滴発生単位であるインク室を均一性良く
高密度に多数集積した平面走査型インクジェットヘッド
が実現できる。(Effects of the Invention) As detailed above, the inkjet head according to the present invention uses a photosensitive polyimide resin for the ink chamber wall, and can be formed into any shape by photolithography. Furthermore, since the pattern is formed using the polyimide resin in the same process as that for the heating element array, it is easy to align the ink chamber with each heating element, and it is possible to prevent non-uniformity in the flight of ink droplets from one heating element to another. This makes it possible to realize a plane scanning inkjet head with a simple nozzle configuration and in which a large number of ink chambers, which are ink droplet generation units, are highly uniformly integrated at high density.
第1図(a)、(b)は本発明の基本構成を示す断面図
である。第2図は本発明を用いた記録装置の断面図であ
る。第3図(a)及び(b)はそれぞれ蒸気バブルを用
いたインクジェットヘッドの従来例を説明するための断
面図及び平面図である。
100・・・撥水層、 108・・・発熱体
アレイ、114・・・保護層、 118・・・
親水層、122・・・基板、 124,12
6・・・電極、200・・・電極、 202
・・・保護層、204・・・ノズル板、 208
・・・蒸気バブル210・・・発熱体、 21
2・・・記録媒体、214・・・背面ローラー、 2
16,218・・・補助ローラ、220・・・記録イン
ク、 224・・・インク流路300・・・インク
滴、 304”記jMインク308.320・・
・壁、 310・・・蒸気バブルパ′〕−7i
F ′−iFIGS. 1(a) and 1(b) are sectional views showing the basic configuration of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a recording apparatus using the present invention. FIGS. 3(a) and 3(b) are a sectional view and a plan view, respectively, for explaining a conventional example of an inkjet head using vapor bubbles. 100... Water repellent layer, 108... Heating element array, 114... Protective layer, 118...
Hydrophilic layer, 122...substrate, 124, 12
6... Electrode, 200... Electrode, 202
... Protective layer, 204 ... Nozzle plate, 208
...Steam bubble 210...Heating element, 21
2... Recording medium, 214... Back roller, 2
16, 218... Auxiliary roller, 220... Recording ink, 224... Ink flow path 300... Ink droplet, 304'' jM ink 308.320...
・Wall, 310...Steam bubble pad']-7i
F'-i
Claims (1)
ギーを与える複数の発熱体からなる発熱体アレイと、前
記記録インクを保持しかつ該発熱体アレイと平行に対向
する液滴噴射用スリットノズル板と、前記発熱体アレイ
と同じ配列方向・配列ピッチでしかも、前記発熱体と交
互に配置されたインク室壁とから構成されたインクジェ
ットヘッドにおいて、該インク室壁の高さが前記発熱体
アレイとスリットノズルとの距離以下であり、かつ該イ
ンク室壁が感光性樹脂であることを特徴とするインクジ
ェットヘッド。a heating element array made up of a plurality of heating elements that are in contact with the recording ink and give ejection energy to the recording ink; and a slit nozzle plate for ejecting droplets that holds the recording ink and faces parallel to the heating element array. , in an inkjet head configured of ink chamber walls arranged in the same arrangement direction and pitch as the heating element array and alternately arranged with the heating elements, the height of the ink chamber wall is equal to the height of the heating element array and the slit. An inkjet head characterized in that the distance from the nozzle is less than or equal to the distance from the nozzle, and the ink chamber wall is made of photosensitive resin.
Priority Applications (1)
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JP10833387A JPS63272557A (en) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Ink jet head |
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JP10833387A JPS63272557A (en) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Ink jet head |
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JPS63272557A true JPS63272557A (en) | 1988-11-10 |
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ID=14482035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10833387A Pending JPS63272557A (en) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Ink jet head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63272557A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01195053A (en) * | 1988-01-29 | 1989-08-04 | Minolta Camera Co Ltd | Constitutional member of ink jet head |
JPH02155652A (en) * | 1988-12-08 | 1990-06-14 | Nec Corp | Ink jet recorder |
US5754202A (en) * | 1991-07-19 | 1998-05-19 | Ricoh Company, Ltd. | Ink jet recording apparatus |
JP2008114498A (en) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Canon Inc | Inkjet discharging method and inkjet ejection head |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59123670A (en) * | 1982-12-28 | 1984-07-17 | Canon Inc | Ink jet head |
JPS59138460A (en) * | 1983-01-28 | 1984-08-08 | Canon Inc | Liquid jet recording apparatus |
-
1987
- 1987-04-30 JP JP10833387A patent/JPS63272557A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59123670A (en) * | 1982-12-28 | 1984-07-17 | Canon Inc | Ink jet head |
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